[发明专利]基于增材再制造点云模型的自适应平面分层方法

权利要求书

1.一种基于增材再制造点云模型的自适应平面分层方法，其特征在于包括如下步骤：

①确定分层方向：以堆积高度最小或基面积最大为选择原则确定分层方向；

②确定分层高度：遍历点云坐标得到到z_min和z_max，以二者之差作为分层高度；z_min和z_max指空间点云网格模型在分层方向的最小和最大值；

③构建层间点云映射关系：

点云模型P在进行自适应平面分层时，分层截面是平行于XOY平面的一系列平面，即切平面族方程为z＝z_i，z_i为第i个切平面在Z轴上的高度；由相邻两切层面z＝z_i和z＝z_i+1所截取的部分空间点云呈条带状，设为Г_i，其满足：

将Г_i向下切层面z＝z_i上映射，映射机制采用垂直投影算法，得到截平面上的轮廓数据Ω_i；假设Гi中的任意点P_Γ＝(x,y,z)，其投影点也是截面上的轮廓点，则存在层间点云映射关系：

P_Ω＝(x_Ω,y_Ω,z_Ω)＝(x,y,z_i)；

④定义表面误差：

定义表面误差σ用于表示两层切片之间的表面差值程度，令σ＝R_max，其中R_max为投影点云径向宽度R的最大值；

⑤确定分层厚度：初始分层时，需要设定ε的大小，并选择机器人堆焊成形的最小值h_min为初始厚度；在以表面误差σ为标准变动某层的高度h时，依照中值逼近：

即当确定第i层的h时，下切层面确定为z＝z_i，如果某次迭代上切层面为z＝z_i+1，而此时计算所得σε₁，则将上切层增高为：

z＝z_i+1+2(z_i+1-z_i)，

然后计算σ与ε作比较；若ε₁σε₂，则将h＝3(z_i+1-z_i)做为i层堆层厚度；

如果某次迭代上切层面为z＝z_i+1，得到的表面误差σε₂，则将上切层降低为：

z＝z_i+1-(z_i+1-z_i)/2，

再计算表面误差σ，如果ε₁σε₂，则将h＝(z_i+1-z_i)/2做为i层堆层厚度；

当由σ所确定的分层厚度h≥h_max时，令h＝h_max；同样当分层厚度h≤h_min时，令h＝h_min；

采用中值逼近法确定分层厚度h，使每层的表面误差σ分布于较小的范围ε＝[ε₁，ε₂]，即ε₁σε₂，具体来讲：其中，ε为表面误差选定的范围值，ε₁和ε₂为选定的初始表面误差限定值。

2.根据权利要求1所述的基于增材再制造点云模型的自适应平面分层方法，其特征在于：步骤①中，设定为Base下的Z轴方向；如果Z轴并不是点云的最优分层方向，则通过人机交互调整模型的位置，对点云进行一系列的旋转和平移操作调整至Z轴方向。

3.根据权利要求2所述的基于增材再制造点云模型的自适应平面分层方法，其特征在于：步骤②中，z_min和z_max指空间点云网格模型z方向的最小和最大值。